作者:Muhammad Rahman 来源:《科学进展》 发布时间:2024/3/18 11:14:57
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回收木材制“墨水”  3D打印微型家具

 

回收的木材可以变成3D打印的墨水,为制造家具甚至建造房屋提供一种更可持续的方式。相关研究近日发表于《科学进展》。

用废弃木材3D打印的微型桌椅。图片来源:Thakur et al., Sci. Adv. 10, eadk3250 (2024)

美国莱斯大学的Muhammad Rahman说,几个世纪以来,木材一直被用于建筑和结构目的。但使用这种材料并不是特别有效,因为将其凿成一定尺寸会导致大量木材的浪费。

为了利用这种剩余的木材,Rahman和同事将其分解为木质素和纤维素——这两种分子是木材坚硬结构的关键,再将它们分解形成纳米纤维和纳米晶体。然后,他们将纤维素和木质素与水重新组合,制成一种类似粘土的物质,可以用作墨水。

研究人员使用这种物质通过喷嘴形成墨水层来3D打印物体。

为了提高3D打印物体的强度,该团队将其冷冻干燥以去除水分,然后快速加热至180摄氏度,使木质素软化并与纤维素融合。

“我们可以模仿天然木材的所有视觉、纹理和嗅觉特性。”Rahman说。在压缩测试中,该产品的耐用性是天然巴尔沙木的近6倍,在弯曲测试中,其柔韧性是天然巴尔沙木的3倍。

到目前为止,研究人员已经成功地用这种墨水制作出了微型家具和蜂窝结构,但他们希望它最终能用于建造更大的物体,如房屋。

“我们需要重新思考如何在不砍伐树木的情况下建造建筑。”Rahman说,“如果我们能够使用3D打印而不是传统制造来回收废木材,那将是向前迈出的一大步。”(来源:中国科学报 李惠钰)

相关论文信息:https://doi.org/10.1126/sciadv.adk3250

 
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